奥林巴斯E-M1采用3 寸104万像素LCD触摸E-M1屏，分辨率为720480像素。屏幕支持垂直翻转功能，向上可翻转到这样的角度，EVF的分辨率达到了1024768(236万像素)。作为E-M5的后继机型，奥林巴斯E-M1依然采用镁合金机身，全时耐天候设计，并在此基础上加入了Wi-Fi功能。奥林巴斯E-M1内置236万画点高分辨率电子取景器，放大倍率1.48倍。
在传感器方面，奥林巴斯E-M1采用了1628万像素的M4/3画幅CMOS传感器，支持传感器相位差对焦，最大的不同在于无光学低通滤镜，因而画质更好，而传感器内置相位对焦系统，因而对焦更加迅速。奥林巴斯E-M1的ISO范围为200-25600，最高连拍速度达到了10张/秒(连续对焦5.6张/秒)。还可在机内对照片里出现的色差、摩尔纹现象进行矫正。可以说画质还是值得期待的。
奥林巴斯E-M1采用全新TruePIC VII图像处理器，支持强化的五轴防震，可修正水平、垂直、旋转、左右和上下移动的影像模糊情况，更支持影片拍摄时使用，可惜Full HD影片仍是档案比 AVCHD更大许多的MOV格式。此外，奥林巴斯E-M1加入了Color Creator功能，以圆形色盘来调节相片色彩，更加直觉易用。奥林巴斯E-M1支持Fine Detail II图像增强技术，并支持机内矫正色差，消除摩尔纹。
奥林巴斯E-M1的最大卖点，就是采用了DUAL FAST AF对焦系统，在感光元件嵌入具有37点对焦的相位差对焦芯片，当接上4/3系统镜头时(需要加接环)，相机就会以相位差对焦点运作，对焦点比起E-5的11点来得更多。奥林巴斯E-M1若换上了M4/3系统镜头，则会切换为81点对焦的FAST对焦系列(对比式侦测对焦)，而且以M4/3镜头使用连续对焦时，相机会同时启动相位与对比对焦，提高追焦能力和准确度，也让连拍速度提升至6.5fps(一般高速连拍为10fps)。
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